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分子之舞：吸附如何在自然界中悄然發生？
吸附是物質在氣體、液體或溶解固體中的原子、離子或分子在表面上將其黏附的過程。這一過程形成了一層稱為吸附物的薄膜在吸附劑的表面上。吸附與吸收相互不同，後者是指液體（吸收劑）被溶解或滲透於液體或固體（吸收劑）之中。吸附是一種表面現象，與吸收有著明顯的區別。
許多自然和人造系統的運作依賴於吸附現象的微妙作用，包括從空氣中吸附污染物和水的淨化過程。
吸附的過程可以分為物理吸附（physisorption）和化學吸附（chemisorption）。物理吸附主要是由弱的范德瓦耳斯力而導致，而化學吸附則涉及到強的共價鍵結。此過程也可能因為靜電吸引力而發生。吸附的性質會影響吸附物的結構，例如，聚合物從溶液中發生的物理吸附可能會在表面形成壓扁的結構。這一過程不只存在於自然界，也廣泛應用於工業中，例如雜化催化劑、活性炭、吸附冷卻器以及水的淨化。
在製藥行業，吸附也被用來延長神經系統對特定藥物的暴露，這是較少被人認識的應用。
吸附等溫線
氣體和溶質的吸附通常透過等溫線描述，這就是說在恆定溫度下，吸附劑上吸附物的量與其壓力（對於氣體）或濃度（對於液相溶質）的關係。至今已經發展出15種不同的等溫線模型，其中最早的模型之一由弗倫德利赫（Freundlich）於1906年提出。
弗倫德利赫模型
弗倫德利赫等溫線是基於經驗公式，其中涉及吸附劑的質量、吸附物的質量及其壓力，簡潔地描述了吸附過程的變化。雖然這個公式在某些條件下不能完全準確地描述等溫線，但卻標誌著對吸附研究的重要一步。
朗格穆爾模型
到了1918年，朗格穆爾（Langmuir）建立了一個基於統計熱力學的半經驗等溫線模型，該模型的應用範圍非常廣泛。這一模型的關鍵假設是，所有的吸附位點是等效的，並且一個位點僅能容納一個分子。儘管這些假設在現實中並不一定成立，朗格穆爾模型仍然成為多數吸附模型的首選。
朗格穆爾的吸附機制說明，氣體分子可以與吸附位點形成平衡，並透過特定的速率常數進行吸附與脫附。
BET模型
隨著時間的推移，科學家們發現吸附分子常常不是單層的，而是可以形成多層。1938年，布魯納、艾梅特和泰勒推出了BET理論以解釋這一現象。該理論修改了朗格穆爾的機制，可以分析多層吸附的過程，並且提供更為精確的數學模型。
吸附的熱力學性質
吸附常數是平衡常數，因此遵循范特霍夫方程。該方程表明了吸附熱（ΔH）與吸附平衡常數（K）之間的關係，從而揭示了吸附過程中的熱力學特性。透過這樣的方式，科學家們能夠更深入地了解吸附的機制及其對系統的影響。
隨著對吸附現象的研究深入，我們开始意识到它广泛存在于各类自然及人工过程中的重要性。
吸附在生態系統、工業過程及日常生活中都有著不可或缺的作用。當我們思考這一現象在技術上的應用及其對環境的影響時，我們不禁要問：在發展新技術和維護生態平衡之間，吸附現象如何為我們創造更多可能性？
